4.外存儲器的工作原理
外存儲器是指那些不能被CPU直接訪問的，讀取速度較內(nèi)存慢，容量比內(nèi)存大，通常用來存放不常用的程序和數(shù)據(jù)的存儲器。磁帶、磁盤存儲器是現(xiàn)今最常用的外存，因其利用磁表面介質(zhì)存儲數(shù)據(jù)，通常也稱為磁表面存儲器。而光盤是外存發(fā)展的方向，有必要了解它們的原理和應(yīng)用。
（1）磁盤存儲器
磁盤存儲器具有容量大，存取速度高（相對其他種類外存儲器）的特點(diǎn)，因而在各種類型的計算機(jī)中普遍被用做主要的外存儲器。磁盤存儲器避免了磁帶存儲的缺點(diǎn)。磁盤存儲器將磁性材料涂粘在以某種材料為主的盤形圓片上，用若干封閉的圓形磁道代替了磁帶的長形磁道。使用時，**磁盤面的高速旋轉(zhuǎn)代替磁帶的直線運(yùn)動，減少尋找特定位置的時間。
磁盤存儲器由磁盤、磁頭、定位系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)等部分組成，一般也將這些部件統(tǒng)稱為磁盤驅(qū)動器。根據(jù)盤片的基本組成材料將磁盤分為硬盤和軟盤兩種。所謂硬盤是指由金屬材料制成一定厚度的盤片基體，這些盤片一般組合成盤片組構(gòu)成硬盤驅(qū)動器的存儲主體。
軟盤和硬盤盤片記錄信息的方式相同，都是將每個盤面由外向內(nèi)分成若干個磁道，每個磁道也劃分為多個扇區(qū)，信息以扇區(qū)為單位存儲。
扇區(qū)是磁盤存放信息的最小物理單位。扇區(qū)包括頭空、序標(biāo)、數(shù)據(jù)區(qū)、檢驗(yàn)字段和尾空等幾個部分。通常對磁盤進(jìn)行的所謂格式化操作就是在磁盤上劃分磁道、扇區(qū)及扇區(qū)內(nèi)各特定區(qū)域，剛出廠的磁盤上沒有這些劃分，所以必須在格式化后才能使用。磁盤區(qū)域的劃分隨計算機(jī)系統(tǒng)而不同，其存儲容量也有較大的差別。但可以**查閱計算機(jī)系統(tǒng)相應(yīng)的說明掌握磁盤容量的數(shù)據(jù)。計算一個磁盤容量的公式是:
磁盤存儲容量=盤面數(shù)×每盤面磁道數(shù)×每磁道扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)存儲容量
（2）光盤存儲器
所謂光盤（CD）是利用光學(xué)原理讀寫信息的存儲器。由于光盤的容量大、速度較快、不易受干擾等特點(diǎn)，光盤的應(yīng)用愈來愈廣泛。
光盤系統(tǒng)一般是由光學(xué)、電氣和機(jī)械部件組成。
從結(jié)構(gòu)上看光盤存儲器同磁盤存儲基本相同，兩者均有存儲信息的盤片、機(jī)械驅(qū)動部件、定位部件和讀寫機(jī)構(gòu)。不同的是后者利用磁性原理存儲信息，利用磁頭存取信息;而前者是利用光學(xué)原理存儲信息并用光學(xué)讀寫頭來存取這些信息。
光盤本身是靠盤面上一些能夠影響光線反射的表面特征存儲信息，例如現(xiàn)在常用的只讀光盤（CD-ROM）上利用光盤表面的凹凸不平表示“0”和“1”。以CD-ROM為例，讀取數(shù)據(jù)時，由機(jī)械驅(qū)動部件和定位部件負(fù)責(zé)確定讀取的位置。激光器發(fā)出激光經(jīng)光學(xué)線路至聚焦透鏡射向光盤表面，表面的凹凸不平造成反射光的變化，利用數(shù)據(jù)光檢測器將這些變化轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)“0”和“1”的電信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)輸出端，整個讀取工作完成。其他類型光盤的寫入過程大體與此相同，的差別是數(shù)據(jù)自數(shù)據(jù)輸入端傳來。
一般將光盤存儲器分為只讀式（readonly）、一次寫入式（writeonce）和可擦式（erasable）或可逆式（reversible）三種。只讀式光盤利用材料表面的凹凸不平的特征記錄信息，在出廠前由生產(chǎn)廠家將有關(guān)信息存放到光盤上。對于一次寫入式光盤，用戶可以利用會聚的激光束在光盤表面照射使材料發(fā)生永久性變化而記錄信息。這種光盤現(xiàn)已普遍用于多媒體系統(tǒng)?？刹潦焦獗P利用激光在磁性材料上或相變材料上實(shí)現(xiàn)信息的存儲和擦除。
光盤存儲器的記錄密度高，存儲容量大，一片5.25英寸大小的一次寫入式光盤可以存儲680MB的信息，其容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外形同樣大小的軟磁盤。光盤信息的保存時間也比磁盤的長。目前影響光盤普遍應(yīng)用的主要原因是光盤存儲器的讀寫速度慢和光盤驅(qū)動器的成本高。隨著技術(shù)的進(jìn)步，以上問題是可以解決的。因此光盤存儲器有廣泛的應(yīng)用前景。